Duktileisen

Duktileisen, auch Kugelgraphit-Gusseisen oder noduläres Graphitguss genannt, ist eine Gruppe von Gusseisen, in der die Graphitkörner kugelförmig statt lamellar in der Eisenmatrix verteilt sind. Die Kugelgraphitbildung wird durch Zugabe eines magnesium- oder ceriumhaltigen Behandlungsmittels während oder direkt nach dem Schmelzen erreicht, wodurch Graphitkugeln entstehen.

Die Mikrostruktur besteht aus einer Ferrit- oder Perlit-Matrix mit kugelförmig verteiltem Graphit. Diese Struktur verleiht Duktileisen eine hohe Duktilität, gute Biege- und Schlagzähigkeit sowie eine erhöhte Zugfestigkeit im Vergleich zu Grauguss. Die chemische Zusammensetzung liegt typischerweise grob bei C 3,0–4,5%, Si 1,5–3,0% und Mg als Behandlungszusatz von etwa 0,03–0,08% (je nach Sorte), ergänzt durch Inokulationsmittel.

Eigenschaften und Anwendungen: Duktileisen zeichnet sich durch gute Formbarkeit, gute Maschinenfreundlichkeit und eine hohe Ermüdungs- sowie Schlagzähigkeit aus. Die Festigkeit variiert je nach Matrix (Ferrit, Perlit oder Mischformen) und kann in einer Bandbreite von etwa 250 bis 900 MPa erfolgen; die Dehnung liegt typischerweise im einstelligen bis zweistelligen Prozentbereich. Wärmebehandlungen, wie Normalglühen oder Vergüten, ermöglichen weitere Anpassungen von Festigkeit und Duktilität.

Herstellung und Standards: In Gießereien wird das Schmelzbad durch Magnesium- oder Ceriumzugabe so behandelt, dass kugelförmiger Graphit entsteht. Duktileisen wird in verschiedenen Gieß- und Umformprozessen hergestellt, darunter Sandguss, Feinguss und Druckguss. International finden sich Spezifikationen wie ASTM A536 in den USA und entsprechende EN-Normen in Europa. Anwendungen finden sich beispielsweise in Automobilkomponenten, Gehäusen, Pumpen, Rohrleitungs- und Armaturenteilen sowie Zahnrädern.